GPS Jamming Signals Propagation in Free-Space, Urban and Suburban Environments

Authors

  • Lester de Abreu Faria Technological Institute of Aeronautics - ITA
  • Caio A. de Melo Silvestre Technological Institute of Aeronautics - ITA
  • Marcelino A. Feitosa Correia Technological Institute of Aeronautics - ITA
  • Nelson A. Roso Technological Institute of Aeronautics - ITA

Keywords:

GPS receivers, Jamming, Vulnerabilities, Propagation models, Friis equation, COST-231 Hata model

Abstract

GPS-based systems have been widely used in different critical sectors, including civilian, military and commercial applications. Despite of being able to provide great benefi ts, under certain circumstances they show to be highly vulnerable to intentional interferences. In this context, this article aimed to evaluate the vulnerability range of this kind of systems, focusing on different kinds of environments and based on different propagation models, to which the simulations were performed. Results show high vulnerabilities of GPS-based systems even when operating in a well-protected urban environment, in a short range and under low-power sources of radiation. Graphs are presented with the range of effectiveness for different power levels of jammer in different situations. Evaluations are performed not only for the acquisition but also for the tracking processes of the GPS receivers, therefore being possible to establish a safe operation range for having a trustful GPS signal and mitigate malicious actions. The comparisons allow, as well, highlighting the importance of using the correct propagation model, in order to achieve consistent results, depending on the desired situation.

Author Biography

Lester de Abreu Faria, Technological Institute of Aeronautics - ITA

Lester de Abreu Faria, nascido no Rio de Janeiro - RJ em 1972, possui graduação em Ciências Aeronáuticas pela Academia da Força Aérea - AFA (1993), e em Engenharia Eletrônica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA (2004). Fez Mestrado em Engenharia Eletrônica e Ciência da Computação (Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, 2011), com ênfase em microeletrônica, testabilidade e projeto de Circuitos Integrados de Leitura e Condicionamento de Sinais (ROICs) para aplicações em Fotodetectores a Poços Quânticos (QWIPs). Doutorado também em Engenharia Eletrônica e Ciência da Computação (Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, 2014), com foco em circuitos integrados criogênicos para aplicações em fotodetectores infravermelhos, no qual foi merecedor do Prêmio de Melhor Tese de Doutorado pela SBMicro/CEITEC SA, na categoria "Tecnologia e Processo de Fabricação de Semicondutores". Possui ainda Curso de especialização em "Microfabricação: Construção de Circuitos Integrados MOS" (UNICAMP - CCS). Trabalhou como engenheiro das seguintes aeronaves: F-5 (Northrop), C-295 (EADS-CASA) e DHC-5 Buffalo (De Havilland - Canadá), tendo ainda participado da modernização do F-5 (EMBRAER). Dois anos de experiência na República da África do Sul (Denel Dynamics - Detek), onde trabalhou com projeto, teste e integração de detectores infravermelhos Bicolores para mísseis de 5ª geração (A-Darter). É Tenente-Coronel Aviador da Aeronáutica e, atualmente, está trabalhando como professor adjunto no Instituto Tecnológico de Aeronáutica, ministrando aulas de "EEA-21 - Sistemas Digitais (laboratório)" e de "EEA-52 Introdução aos Sistemas VLSI". Recebeu em 2015 o I PRÊMIO WEIS DE EXCELÊNCIA DOCENTE, conferido pelos alunos do ITA tendo ainda sido o professor homenageado da Turma de Eletrônica no mesmo ano. 

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Published

2018-02-26

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Original Papers